Рентген-аппарат: особенности, виды и применение

Рентген-аппарат дает возможность выполнять общие обследования и специфические, узконаправленные, с применением контрастных веществ. Есть несколько видов такого оборудования.

Рентген-аппарат – это оборудование, в котором за счет ионизирующего излучения получается изображение с точным и детальным строением внутренних органов, костей, мышечных тканей. Техника нужна для диагностики: профилактического обследования, отслеживания хода лечения, дифференциации патологий.

Устройство оборудования

При большом многообразии диагностической техники каждая рентгеновская установка содержит стандартный набор элементов или четыре основных части рентгеновского аппарата:

1. Рентгеновское питающее устройство, РПУ.  Он создает напряжение, которое стимулирует переход электронов внутри трубки, из-за чего возникает рентгеновское излучение.

2. Рентгеновская трубка или сам источник рентгеновского излучения. В ней генерируются рентгеновские лучи за счет взаимодействия высокого напряжения и потоков электронов. Из трубки поток излучения выходит в виде узкого пучка, направленного на определенную область, которую нужно «сфотографировать».

3. Фильтры. Они снижают опасность от диагностики, поскольку регулируют дозу облучения, отсекают волны с определенной длиной, гарантируют точность, улучшают четкость и контрастность картинки.

4. Детектор. Лучи проходят через тело и по-разному поглощаются им. После прохождения через объект рентгеновские лучи попадают на детектор. Он принимает и преобразует сигнал, формирует картинку, которую анализирует врач.

Каждый рентгенографический аппарат оснащен системой управления и обработки информации. Она координирует работу всех узлов, позволяет адаптировать настройки под определенный тип диагностики, обеспечивает хранение и передачу данных. Программное обеспечение позволяет менять контрастность, увеличивать изображение, рассматривать его с разных сторон, отправлять в хранилище. У современных аппаратов минимальное время экспозиции, поэтому диагностика быстрая, точная и безопасная.

Принцип работы рентгеновского аппарата

Получение снимков возможно за счет способности рентгеновских лучей проходить через объекты и поглощаться по-разному, в зависимости от плотности материала. Из-за этого формируется картинка с участками от белых и светлых элементов до серых и черных. Чтобы получить более четкое изображение, применяют контрастные вещества.

Пациент в кабинете стоит перед аппаратом либо лежит (сидит) в такой позе, чтобы можно было просветить лучами определенную зону. Лаборант корректирует настройки, включает технику, в трубке генеририруется рентгеновское излучение. Оно проходят через мягкие ткани и кости, попадает на детектор и преобразовываются в картинку. Изображение фиксируется на пленке или выводится на экран компьютера в цифровых рентген-установках. Полученную картинку анализирует врач.

Самая контрастная часть снимка – кости, они яркие, белые, с четкими контурами. Мягкие ткани частично поглощают Х-излучение, поэтому они светло- или темно-серые. Полости, в которых находится воздух, имеют черный цвет.

Стационарная и передвижная техника

Для диагностики в больницах, клиниках применяют преимущественно стационарные медицинские рентген-аппараты. Их преимущества:

• высокая мощность;
• точность и четкость изображения;
• большой перечень опций, настроек;
• значительная производительность – возможность обслуживать значительный поток клиентов.

Для их применения необходимо оборудовать специальный кабинет, который не будет смежным с палатами для пациентов. Помещение делят на зоны, выполняют ряд мероприятий  защищающих от ионизирующего облучения в соответствии санитарными нормами.

Кроме стационарных, в медицине и ветеринарии применяются портативные модели. Передвижная конструкция рентгеновского аппарата требуется для обследования тяжелых пациентов прямо в палате, проведения операций под рентгенологическим контролем. У такого оборудования компактные размеры, меньше возможностей, но это способ оперативно выполнить диагностику в критических ситуациях и назначить эффективное лечение.

Цифровая и аналоговая обработка данных

По способу обработки устройства бывают аналоговые и цифровые. Аналоговые появились первыми. В них изображение фиксируется на пленке. Для диагностики необходимо проявлять ее в фотолаборатории, что требует дополнительных расходников и специалиста, хотя цена оборудования ниже. Основной недостаток такого подхода в том, что для проявления пленки нужно время, снимок существует в единственном экземпляре. Если он будет утерян, пациенту придется снова «фотографироваться».

В цифровых устройствах пленка не предусмотрена. Полученные детектором данные сразу в виде изображения поступают на экран, записываются на цифровой носитель. Такой подход дает много преимуществ:

1. Снимок готов сразу, не нужно ничего проявлять.
2. Цифровую картинку можно сразу отправить врачу, переслать в личный кабинет пациента.
3. Изображение удобно хранить в виртуальном архиве.
4. Файл можно тиражировать необходимое количество раз.
5. Изображение легко редактировать для точного анализа: увеличивать, менять контрастность, проводить необходимые измерения.
6. Не нужно покупать пленку, проявители и другие расходники.

Цифровые приборы дороже, но они обеспечивают высокую пропускную способность диагностического кабинета.

Конструктивные особенности

Самый распространенное устройство рентгеновского-аппарата – это со столом для обследования лежа и штативом для получения снимков в положении стоя. Крепление рентгеновской трубки на потолочном  либо на напольном штативе. Для выполнения разных видов манипуляций применяют модели с телескопическим столом-штативом. Он может подниматься и опускаться, принимать любое положение, чтобы прицельно обследовать определенную зону. В небольших помещениях устанавливают компактные U-arm модели.

Типы рентгеновских аппаратов по назначению

В больницах устанавливают рентгенологические аппараты общего назначения. Такие диагностики, профилактических обследований и формируют один снимок.

Дополнительно клиники комплектуют приборами узкой специализации, это могут быть следующие виды рентгеновских аппаратов:

1. Дентальные устройства. Эти рентгеновские установки предназначены для стоматологии, чтобы оценить состояние зубов, контролировать пломбирование каналов, установку штифтов для имплантов.

2. Пантомографы. Еще один прибор для стоматологии, но он дает полный панорамный снимок обеих челюстей. Анализ нужен, чтобы обнаружить патологии полости рта, костных тканей, при изготовлении протезов (вставных челюстей) и кап.

3. Ангиографы. Обследование проводят для кровеносных сосудов, часто с применением контраста, чтобы оценить их пороки развития, наличие аневризмы.

4. Маммографы. Техника необходима для проверки молочных желез на наличие доброкачественных и злокачественных образований.

5. Флюорографы. Их используют для контроля состояния дыхательной системы, обнаружения на ранних стадиях туберкулеза. Проверка входит в обязательный перечень профилактических обследований.

6. Компьютерные томографы. Сложное оборудование для комплексного анализа организма, больших зон или детального послойного осмотра определенной области. Для повышения четкости рентгеновские снимки делают с введением контрастных компонентов.

7. Рентгенотерапевтические излучатели. Определенные дозы радиации губительны для раковых клеток, что применяют при лечении онкологии, для разрушения метастаз, купирования роста опухоли.

Кроме медицинских аппаратов, которые важны для людей и животных, рентгеновское излучение используют в дефектоскопии. Это способ обнаружить дефекты в промышленных объектах, оценить качество продукции.

Применение рентгенологической техники в медицине

Основное применение рентгеновских лучей – это медицина и ее подразделение ветеринария. Методом можно проверить состояние костей и суставов, что важно при патологиях и травмах. На снимке видны легкие, сердце, сосуды, желудок, половая система, опухоли. Рентгеновские приборы применяют в разных учреждениях:

• поликлиники для профилактической диагностики и в ходе лечения;
• учреждения скорой помощи, травмпункты;
• специализированные туберкулезные учреждения;
• палаты интенсивной терапии;
• операционные блоки;
• стоматологические клиники.

Аппаратура необходима в профильных институтах: травматологии, ортопедии, онкологии, пульмонологии, кардиологии и т.д. В ветеринарных центрах приборы помогают спасать животных, своевременно находить патологии и устранять их.

Другие сферы использования

Производители в разных странах после открытия рентгеновского излучения  Вильямом Рентгеном создали много приборов. Кроме медицины, они востребованы в промышленности для поиска скрытых дефектов, трещин, полостей. В искусствоведении при помощи рентгеновского излучения проверяют картины на подлинность. В археологии компьютерные томографы создают трехмерные картинки объектов, позволяют исследовать без разрушения (отбора проб) ценные находки. В аэропортах инспекционные детекторы гарантируют безопасность пассажиров, проверяют корреспонденцию и багаж для поиска опасных предметов.

Основные характеристики техники

Современные рентгеновские аппараты работают по цифровому принципу. Снимок готов за минуту, а доза облучения примерно в 10 раз ниже, по сравнению с машинами аналогового типа. Производители выпускают модели, которые отличаются по таким характеристикам:

1. Тип генератора. От свойств этого элемента зависит безопасность для пациента и персонала, точность картинки. У высокочастотных генераторов ниже колебания напряжения на аноде, поэтому ниже лучевая нагрузка.

2. Мощность. Эта характеристика влияет на время экспозиции. Чем больше мощность, тем меньше нужно облучать пациента, лучше изображение. У портативных приборов мощность ниже (от 12 до 32 кВт), у стационарных выше (от 40 до 85 кВт).

3. Размер фокуса трубки. Стандартное значение 2-3 мм. Чем меньше фокус, тем лучше разрешение снимка, поскольку при точечном варианте нет полутеней. Но при уменьшении фокуса ниже мощность и возможности оборудования.

4. Теплоемкость анода. При высоких значениях трубка нагревается медленно, нет ее перегрева, поэтому ресурс этого основного узла больше.

5. Потребляемая мощность. Чаще всего потребляемая мощность рентгеновского аппарата — это значения в диапазоне от 40 до 85 кВт. Оптимальным вариантом считается мощность 50кВт, но важно учитывать, что мощность питающего устройства согласовывалась с мощностью фокусов трубки.

Еще приборы различаются по способу крепления трубки. Напольное расположение при помощи штатива простое, оно подходит для кабинета с разной высотой потолка. Потолочное  крепление более сложное, обеспечивает высокую пропускную способность кабинета, простоту и большой выбор вариантов укладки пациента,, есть определенные нормы по высоте и прочности потолка.

Особенности выбора

Основной параметр для выбора рентгенологического аппарата – профиль клиники. Для поликлиники, больницы, частного диагностического центра необходима модель общего назначения без дополнительного сложного программного обеспечения. Предпочтительнее цифровые устройства, поскольку время для получения снимков короткое, а качество высокое. 

Для узкоспециализированных заведений (онкология, стоматология, пульмонология и т.д.) нужна техника, адаптированная под специализацию, с расширенными функциями по обработке информации для их детального анализа. Для отделения хирургии потребуется С-дуга. Для гинекологической клиники обязателен маммограф, для стоматологии – дентальное устройство и пантомограф для панорамного снимка челюстей.

Для клиники в крупных городах, профильных институтах с высоким потоком пациентов нужен стационарный аппарат и специальный кабинет. Мощность оборудования более 50 кВт, генератор – высокочастотный, а теплоемкость трубки от 1000 HU (тепловых едениц). При высокой стоимости цифровая модель быстро себя окупает. Для учреждений в небольших населенных пунктах, где диагностика проводится нечасто, можно выбрать портативное устройство или цифровую технику с минимальным набором опций.